Potenziale di risparmio energetico dei motori industriali: 5 centrali nucleari!

03 February 2016 da Levis Gandeu

Nel 2015 il potenziale di risparmio energetico utilizzando VSD ammonterebbe a 71 TWh in tutti i settori industriali. VSD sarà ampiamente implementato solo se è tecnicamente significativo ed economicamente fattibile! Nell'industria, c'è una quantità significativa di macchine rotanti di vari tipi come i motori elettrici da un lato, e dall'altro lato i carichi che sono pompe, ventilatori, compressori. Molti degli operatori del settore sono tutti d'accordo sul fatto che VSD ha molti vantaggi. Ed è vero che non solo può far risparmiare dal 15 per cento fino al 40 per cento di energia, ma anche prolungare la vita delle apparecchiature grazie alla sua funzione di soft start-

funzione di soft start/shutdown. E ci sono altri aspetti positivi: il potenziale di estensione della vita dell'attrezzatura e la riduzione dei gas serra. Ancora, molte domande rimangono senza risposta... Qual è il piano temporale? E l'impatto degli "investimenti bloccati" = l'estrazione di NON VSD ci vorrà per sfruttare appieno il potenziale di risparmio energetico.


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Cosa si dice del potenziale di risparmio energetico dei VSD (azionamento a velocità variabile) nell'industria?

  • La sostituzione dei motori convenzionali con quelli a velocità variabile permetterebbe di risparmiare circa il 41% dell'energia utilizzata nell'industria.(fonte)
  • Ilpotenziale di risparmio energetico per i sistemi a motore nell'Unione Europea è stimato in 50 miliardi di kWh/anno - con la sola Germania in grado di risparmiare 10 miliardi di kWh/anno(fonte)
  • Nel 2015 il potenziale di risparmio energetico utilizzando VSD ammonterebbe a 71 TWh in tutti i settori industriali.(fonte)

Vedremo cosa succederà nel prossimo futuro se hanno avuto ragione.

Oltre alla macroprospettiva, diamo un'occhiata più da vicino al lato tecnico ed economico. Ciò che rimane vero è che il VSD sarà ampiamente implementato solo se è tecnicamente sensato ed economicamente fattibile!

Dove VSD può essere implementato nell'industria...- quasi ovunque!

Nell'industria, c'è una quantità significativa di macchine rotanti di vari tipi come i motori elettrici da una parte, e dall'altra parte i carichi che sono pompe, ventilatori, compressori... che sono accoppiati al motore per formare un sistema rotante. Un fattore comune in queste macchine è che sono per lo più progettate per la rotazione a velocità costante e quindi forniscono un output costante. Così ruotano al 100% della velocità per una breve durata.

Questo significa che per la maggior parte del tempo non utilizzano efficacemente l'energia. E - "effetto collaterale" - questo spreco di energia aumenta le emissioni di carbonio. Questo ha portato all'idea di utilizzare processi di macchine a velocità variabile con motori VSD.

Molti degli operatori del settore sono tutti d'accordo sul fatto che VSD ha molti vantaggi. Ed è vero.

Infatti,...

  • Il consumo dei motori elettrici rappresenta fino al 75 per cento del consumo energetico totale dell'impianto
  • Inoltre, due terzi delle attrezzature motorizzate devono lavorare a velocità variabile, per esempio pompe, ventilatori, compressori.

I sistemi VSD non solo possono far risparmiare dal 15% al 40% di energia, ma anche prolungare la vita delle apparecchiature grazie alla loro funzione di avvio/arresto graduale.

Come funziona?

Fondamentalmente, i sistemi VSD consistono di tre componenti di base: il motore elettrico, il convertitore di potenza e il sistema di controllo.

  1. Il motore elettrico è collegato direttamente o indirettamente al carico
  2. Il convertitore di potenza controlla il flusso di potenza di un'alimentazione AC (spesso tramite un trasformatore di alimentazione) al motore tramite
  3. Controllo appropriato degli interruttori a semiconduttore di potenza che fanno parte del convertitore di potenza.

I VSD sono anche conosciuti come VFD, ASD... che sono in qualche modo simili nel principio di funzionamento.

E il lato economico dei VSD?

C'è sempre una storia caso per caso. Ma la storia dietro è semplice come mostra questo esempio:

  • considerando un sistema di azionamento a 12 impulsi/200Hp con un valore totale di 51.000 $ con 20.000 $ per il motore a velocità costante da 200 Hp e 31.000 per il costo del sistema ASD.
  • Il sistema ASD installato farebbe risparmiare un costo energetico di 17.590 $ all'anno.

Anche se questa è solo un'indicazione, mostra che è possibile avere un ritorno dopo 15 mesi assumendo un costo totale netto di installazione di 21.210 $ come esempio.

E ci sono altri aspetti positivi:

  • il potenziale di estendere la vita dell'attrezzatura e
  • la riduzione dei gas a effetto serra.

Conclusione

I VSD sono strumenti chiave per un'industria fortemente motorizzata e automatizzata. Offrono molteplici vantaggi che vanno da un costo totale di proprietà più basso attraverso la riduzione dei costi energetici, una durata di vita più lunga e una riduzione dei gas a effetto serra.

E c'è ancora un enorme potenziale!

Ancora, molte domande rimangono senza risposta...

  • Qual è il piano temporale?
  • Quanto tempo ci vorrà per sfruttare appieno il potenziale di risparmio energetico dei VSD?
  • Qual è l'impatto degli "investimenti bloccati"=esecuzione di motori NON VSD sul posto?
  • Qual è il tasso di sostituzione annuale dei motori elettrici nell'industria e questo tasso può essere accelerato?

Abbastanza domande per un post successivo sui motori elettrici - rimanete sintonizzati.